不容忽視的 PoS 安全性問題_區塊鏈

作者/LongHashJeffChang

來源/LongHash

LongHash在之前的兩篇文章》和《如何獲取最大收益——搞懂Staking商業中的五個基本元素》）提過一些與持幣人直接相關的PoS風險問題，本文將深入探討安全風險問題。

-Nothingatstake

簡單理解當有節點發起攻擊，在同一個區塊高度同時出兩個塊進行分叉，對攻擊者而言因為出塊成本較低，只需要stake，對其它節點而言最佳策略就是對分叉的兩條鏈都進行簽名獲得雙倍獎勵，也只需要stake，這就會造成鏈很大的危機，PoS里的出塊成本遠遠小于PoW里的大量算力成本，而且stake可以同時用在兩條鏈上，這個問題一度被廣泛討論，目前已經通過“stake質押+slash懲罰”解決了，也就是PoS共識的區塊鏈里出塊成本不僅僅是有stake就好，這個stake一定比例是必須被系統鎖定一段時間，如果節點作惡那stake就會被系統沒收，通過經濟學的設計，PoS共識的安全性又進一步提升。

分析 | BTC本周收陽已成定局 但后市依然不容樂觀:今天為本周最后一個交易日，BTC周線面臨收線。據OKEx季度合約數據顯示，截止目前（香港時間早10:00），周K線漲幅接近7%。OKEx分析師Charles認為，本周周線大概率以陽線報收，但是自6月末以來的調整行情仍難結束。從周線圖看，BTC反彈已經連續兩周受到來自30周均線的壓制，且在壓制后出現明顯走弱現象，證明該壓力位被市場認可。與此同時，在日線級別圖表中，30日、60日成本線也都處于明顯空頭排列狀態，打擊做多資金看漲情緒。建議投資者不要抱著“抄底”思維盲目重倉參與。比特幣季度合約日內阻力位：8500美元，支撐位8170美元。[2019/10/12]

-Longrangeattack

Longrangeattack指的是從創世區塊開始，創建一條比原來主鏈還要長的鏈，并篡改全部或部分交易歷史，來代替原有的主鏈。

聲音 | 分析師Alex Krüger：“委內瑞拉考慮在儲備中增加加密貨幣”一事不容樂觀:針對昨日“委內瑞拉央行正探索將BTC和ETH添加到其國際儲備中的可能性”。加密貨幣分析師Alex Krüger表示：“比特幣的支持者們正在慶祝世界第九大腐敗國家的央行考慮持有比特幣...因為委內瑞拉石油公司（Petroleos de Venezuela）不知怎么地擁有了一些比特幣，而且不顧一切地想用它來規避美國的制裁。常識表明，這一點都不樂觀。”[2019/9/27]

Longrangeattack利用的是，新加入的節點或是長期不在線的節點在同步數據時不能清楚知道哪一條鏈是正確的主鏈，因為攻擊者的鏈是從創世區塊開始偽造，如果根據最長鏈原則來決定主鏈，那被篡改的鏈有概率成為真正的主鏈，使后續節點都認定錯誤的鏈。

聲音 | 經濟參考報：比特幣強勢回歸，泡沫風險不容忽視:《經濟參考報》今日發文稱，曾一度沉寂的加密貨幣比特幣近期再次呈現瘋漲行情。價格經歷了近三個月的上漲，特別是在最近兩個月漲幅實現翻倍，一路沖至8000美元上下，甚至登上了網絡熱搜榜。業內人士指出，跌宕起伏本身就是比特幣的生存邏輯，泡沫風險依然不容忽視。全球貿易和部分地區局勢的不確定性增加，是造成此番上漲的主要原因。[2019/5/23]

因為在一條分叉鏈上產生區塊是幾乎沒有成本的，只需要stake，而且攻擊者不需要太多的區塊確認時間，使得分叉鏈的形成速度可以快過主鏈，有很多理論證明了這樣的攻擊可行，但實際執行卻非常困難，可以看這篇《RewritingHistory:ABriefIntroductiontoLongRangeAttacks》。

供應鏈金融或成區塊鏈落地首戰場，風險防控不容忽視:據經濟參考報，進入2018年，供應鏈金融已然成為新的風口。在業內人士看來，政策暖風頻吹加之資本加速布局，供應鏈金融爆發年已至。不過風險防控仍不容忽視，特別是要警惕其中隱含的信用風險、虛假標的、重復和空單質押等問題。[2018/5/24]

以上兩個是PoS里最知名的攻擊方式，其它還包含SimpleAttack、PosteriorCorruption、StakeBleeding、CartelAttack、SybilAttack、GrindAttack等，這些攻擊也都有人提出相對應的解決辦法。

為什么PoS共識也可以是一個很好的維護網路安全的策略？

區塊鏈這個分布式系統與傳統中心化系統最大的不一樣就是，安全是由散布在全世界各地的節點進行保證，只要多數節點是安全的，那鏈上的數據就是安全的，PoW通過高算力，增加了攻擊者控制51%以上節點的成本；而PoS通過了幣本身的價值來維護區塊鏈的安全，攻擊者要攻擊PoS區塊鏈必須購買一定數量的代幣。

PoS里有各種攻擊上面也提到過包含nothingatstake，longrangeattack等，這一部分攻擊存在學術討論一部分社區已經有應對與解決之道，我們就只討論最常見也是最不應該發生的攻擊DoubleSpend，一旦發生DoubleSpend那就說明這個網路的賬本是不夠安全不可信任的，更遑論搭建在上層的應用，PoW里的51%攻擊成本是相對高昂的，需要控制該網路中超過一半的運算能力，PoS里的51%攻擊只需要持有一半以上的幣，但實際上我認為攻擊成本也相當高，上述提到過攻擊就必須買幣，幣價隨攻擊上升(這個邊際成本上升是一條非常陡峭的曲線)，即使攻擊成功本身幣價也會受損，反倒不如在外面市場進行做空，這是一個經濟學上的防御。

詳細一點說攻擊行為會受到的抵制

-社區中會知道某些地址正在在大量進行幣的買入，可能是攻擊行為，可以防微杜漸；

-攻擊者購買代幣過程中，代幣的價格將不斷上升，而這又進一步提高了攻擊者的購買成本；

-一旦攻擊者成功攻擊了鏈本身，該鏈的代幣價值將會大幅下降，此時攻擊者為了攻擊所持有的代幣價值將會大量下跌，很難高于攻擊者想篡改數據的價值。

總結

PoS共識改變了PoW共識中競爭而浪費的算力與效率，通過stake加上選舉算法，達成了更高效的共識，而stake本身則代表了持幣人的權益，衍生出的staking經濟將與每個持幣人直接相關，知道如何評估不同項目的經濟機制、使用工具、挑選驗證人節點會是將來很重要的課題，PoS還需要接受更多社會實驗的檢驗，安全問題將隨著不同新項目的解決知道完善，更嚴峻的是關于PoS中心化及治理問題，這兩個也同時是所有共識都會遇到的問題，我們期待PoS共識帶給區塊鏈生態的改變，也期待staking創造出來的經濟能更加活絡整個金融系統。

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